【文章內(nèi)容簡介】 而當(dāng)調(diào)制信號(hào)頻率 F變化時(shí)，調(diào)相波的調(diào)制指數(shù)mp與 F無關(guān)，其頻帶寬度隨調(diào)制頻率 F變化 FM波： ??? Uk fm? ???Ukm ff PM波： ??? ?Uk pm? ?? Ukm pp根據(jù)前述分析可知 調(diào)頻信號(hào)頻譜 F = 1 k H z mf =1 2 2 (mf+ 1 )F = 2 6 k H z F = 2 k H z mf =6 2 8 k H z ? f ? f F = 4 k H z mf =3 (a ) 2 (mf+ 1 )F = 32 k H z 調(diào)相信號(hào)頻譜 F = 1 k H z mp =1 2 2 (mf+ 1 )F = 2 6 k H z F = 2 k H z mp = 1 2 ? f F = 4 k H z mp = 1 2 ( b ) 2 (mp+ 1 )F = 104 k H z ? f 52 k H z 調(diào)制頻率不同時(shí) FM及 PM信號(hào)的頻譜 但是當(dāng)調(diào)制信號(hào)幅度不變而頻率增加到 2kHz及 4kHz時(shí)， 對(duì) FM波來說，雖然調(diào)制頻率提高了，但因 mf 減小，使有效邊頻數(shù)目減小，所以有效譜寬只增加到 28kHz及32kHz，即增加是有限的。 對(duì) PM波來說， mp不變，故譜寬隨 F成正比例地增加到 52kHz及 104kHz，因而占用的頻帶很寬，極不經(jīng)濟(jì)。 26fpm m F M P M k H z?， = 1 2 , 與 的 相 等 ,設(shè) F = 1kH z 這 時(shí) , 譜 寬 為B=2(m+1)Fmax 在本節(jié)結(jié)束前 ， 要強(qiáng)調(diào)幾點(diǎn) : (1)角度調(diào)制是非線性調(diào)制 ,在單頻調(diào)制時(shí)會(huì)出現(xiàn)(ωc177。 nΩ)分量 ,在多頻調(diào)制時(shí)還會(huì)出現(xiàn)交叉調(diào)制(ωc177。 nΩ1177。 kΩ2+… )分量 。 (2)調(diào)頻的頻譜結(jié)構(gòu)與 m密切相關(guān)。 m大，頻帶寬。 (3)與 AM調(diào)制相比，角調(diào)方式的設(shè)備利用率高，因其平均功率與最大功率一樣。 調(diào)頻方法 一 調(diào)頻器及性能指標(biāo) 二 實(shí)現(xiàn)調(diào)頻、調(diào)相的原理 三 調(diào)頻方法 調(diào)頻電路 一 直接調(diào)頻電路 二 間接調(diào)頻電路 一 調(diào)頻器及性能指標(biāo) 二 實(shí)現(xiàn)調(diào)頻、調(diào)相的原理 1 直接調(diào)頻、調(diào)相原理 2 間接調(diào)頻、調(diào)相原理 三、調(diào)頻方法 1 直接調(diào)頻法 2 間接調(diào)頻法 (1)矢量合成法 (2)可變移相法 (3)可變延時(shí)法 調(diào)頻方法 一、調(diào)頻器及性能指標(biāo) 衡量的性能指標(biāo)： 1 調(diào)制特性線性要好 2 最大頻偏滿足要求 3 調(diào)制靈敏度要高 4 載波性能要好 U?0?? f 調(diào)頻特性曲線 調(diào)頻器： 實(shí)現(xiàn)調(diào)頻的電路或部件稱為調(diào)頻器或調(diào)頻電路 （廣義上調(diào)頻器還應(yīng)包括高頻振蕩器） 在無線通信中，對(duì)調(diào)頻器的主要要求有兩個(gè)方面： 調(diào)制性能和載波性能 最大頻偏和調(diào)制線性是調(diào)頻器的兩個(gè)相互矛盾的指標(biāo) 如何擴(kuò)展頻偏 是調(diào)制器設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵問題 由相位與頻率之間的關(guān)系： ??????? ?)/(,)()()(,)()(0sr a ddttdtr a ddtttt????( ) F M P Mut ?在 同 一 制 信 的 控 制 下 ， 形 成 的 波 和 波 的 表 式 ：調(diào) 號(hào) 達(dá) 為0( ) c o s [ ( ) ] ( ) c o s [ ( ) ]tF M c c f P M c c pu t U t k u t d t u t U t k u t?? ??? ? ? ??以上的過程為直接調(diào)頻或直接調(diào)相 )(tu? 調(diào)頻器 0( ) c o s[ ( ) ]tFM c c Fu t U t k u t d t? ??? ?FM,d irect)(tu? 調(diào)相器 c os[ ( ) ]P M c c pu U t k u t? ???PM,d irect二、實(shí)現(xiàn)調(diào)頻、調(diào)相的原理 、調(diào)相原理 ( 2 ) ( )ut?把 先 微 分 后 再 ， 可 以 得 接 相調(diào) 頻 間 調(diào)微分 調(diào)頻( 1 ) ( )()utut??如 果 把 先 分 后 ， 再 相 器 ， 也 可 得 到而 言 的 波 ， 也 接 。積 經(jīng) 過 調(diào) 對(duì)調(diào) 頻 稱 為 間 調(diào) 頻)(tu?? ?t dttu0 )(積分 調(diào)相0c o s [ ( ) ]tF M c c pu U t k u t d t? ??? ?)(tu? c os[ ( ) ]P M c c pu U t k u t? ???)(tudtd ?、調(diào)相原理 頻率調(diào)制是對(duì)調(diào)制信號(hào)頻譜進(jìn)行非線性頻率變換，而 不是線性搬移，因而不能簡單地用乘法器和濾波器來實(shí)現(xiàn)。 實(shí)現(xiàn)調(diào)頻的方法 分為兩大類： 直接調(diào)頻法和間接調(diào)頻法 。 這種方法是 用調(diào)制信號(hào)直接控制振蕩器的振蕩頻率 ,使振蕩頻率按調(diào)制信號(hào)的規(guī)律變化 。若被控制的是 LC振蕩器 ,則只需控制振蕩回路的某個(gè)元件 (L或 C),使其參數(shù)隨調(diào)制電壓信號(hào)變化，就可達(dá)到直接調(diào)頻的目的。 三、調(diào)頻方法 在直接調(diào)頻法中常采用 壓控振蕩器 作為頻率調(diào)制器來產(chǎn)生調(diào)頻信號(hào)。 VCO的特點(diǎn)： 瞬時(shí)頻率隨外加控制信號(hào)的變化而變化 )(tu? VCO ( ) c o s[ ( ) ]FM c c fu t U t k u t d t? ??? ?式中： Uc為振蕩信號(hào)的振幅 : ( ) 0c ut? ? ? 的 振 率當(dāng) 時(shí) 蕩 頻k f為 :VCO控制靈敏度。 f ( ) ( )ct k u t?? ???通 常 有 ： ， 控 振 器 的 出 信 即 信 。壓 蕩 輸 號(hào) 為 調(diào) 頻 號(hào)直接調(diào)頻法的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： 原理簡單，頻偏較大 缺點(diǎn)： 中心頻率不易穩(wěn)定 ,常采用自動(dòng)頻率微調(diào)（ AFC）電路來克服載頻偏移。 可變電抗器件的種類： 變?nèi)荻O管 具有鐵氧體磁芯的電感線圈 電抗管電路 由場效應(yīng)管或其它有源器件組成 在直接調(diào)頻法中，振蕩器與調(diào)制器合二為一 在正弦振蕩器中， 若使可控電抗器連接于晶體振蕩器中，可以提高頻率穩(wěn)定度，但頻偏減小 。 間接調(diào)頻法的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： 實(shí)現(xiàn)調(diào)相的電路獨(dú)立于高頻載波振蕩器以外，所以 這種調(diào)頻波突出的優(yōu)點(diǎn)是載波中心頻率的穩(wěn)定性可 以做得較高。 缺點(diǎn)： 可能得到的最大頻偏較小 先將調(diào)制信號(hào)進(jìn)行積分處理，然后用它控制載波 的瞬時(shí)相位變化，從而實(shí)現(xiàn)間接控制載波的瞬時(shí)頻率變化的方法，稱為間接調(diào)頻法。 調(diào)頻波可以看成調(diào)制信號(hào)積分后的調(diào)相波。這樣，調(diào)相輸出的信號(hào)相對(duì)積分后的調(diào)制信號(hào)而言是調(diào)相波，但對(duì)原調(diào)制信號(hào)而言則為調(diào)頻波 實(shí)現(xiàn)間接調(diào)頻的關(guān)鍵是如何進(jìn)行相位調(diào)制 間接調(diào)頻實(shí)現(xiàn)的原理框圖 載波振蕩器緩沖級(jí)調(diào)頻波輸出調(diào)相器積分器調(diào)制信號(hào)借助于調(diào)相器得到調(diào)頻波 (2)可變移相法 可變移相法就是利用調(diào)制信號(hào)控制移相網(wǎng)絡(luò)或諧振回路的電抗或電阻元件來實(shí)現(xiàn)調(diào)相 (3)可變延時(shí)法 將載波信號(hào)通過一可控延時(shí)網(wǎng)絡(luò) , 延時(shí)時(shí)間 τ受調(diào)制信號(hào)控制 ， 即 τ=kduΩ(t) 則 輸出信號(hào)為 u=Uccosωc(tτ)=Uccos［ ωctkdωcuΩ(t)］ 由此可知 ， 輸出信號(hào)已變成調(diào)相信號(hào) 了 。 實(shí)現(xiàn)相位調(diào)制的方法有如下三種 : (1)矢量合成法 這種方法主要針對(duì)窄帶調(diào)頻或調(diào)相信號(hào) 一 直接調(diào)頻電路 1 變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路 2 晶體振蕩器直接調(diào)頻電路 3 張弛振蕩器直接調(diào)頻電路 二 間接調(diào)頻電路 1 間接調(diào)頻法 2 間接調(diào)頻的實(shí)現(xiàn) 調(diào)頻電路 變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路 變?nèi)荻O管調(diào)頻電路是一種常用的直接調(diào)頻電路，廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通信和自動(dòng)頻率微調(diào)系統(tǒng)。 其優(yōu)點(diǎn)是工作頻率高，固有損耗小且線路簡單，能獲得較大的頻偏，其缺點(diǎn)是中心頻率穩(wěn)定度較低。 一、 直接調(diào)頻電路 (1)變?nèi)荻O管 擴(kuò)散電容 :正向偏置 ，電容效應(yīng)比較小。 勢壘電容 :反向偏置 ， 勢壘區(qū)呈現(xiàn)的電容效應(yīng) 。 所以 利用 PN結(jié)的電容 ， PN結(jié)應(yīng)工作在反向偏置狀態(tài) . PN結(jié)具有電容效應(yīng) 0γ( 1 )jCCuu ???結(jié)電容 C j與反偏電壓 u的關(guān)系： 0 0Cu ?： 的 容 值 （ 零 偏 置 容 ）時(shí) 電 電:u 反 向 偏 置 電 壓 ? Si : 0 .7 VPN G e : 0 .3 V?u： 位 差結(jié) 勢 壘 電 PN1 1 1 3 2 31 215????????： 容 化 指 ， 定 于 的 分 布 律 并 與 制 造 工 有 通 常 ， ， 散 管 多 此 種 突 ， 合 金 型 管 于 此 特 殊 工 制 成 的 超 突 容 的 在 之結(jié) 電 變 數(shù) 決 結(jié) 雜 質(zhì) 規(guī) 藝 關(guān)稱 為 緩 變 結(jié) 擴(kuò) 屬變 結(jié) 屬 類經(jīng) 藝 變 結(jié) 電 間 PN結(jié)反向偏置時(shí)，結(jié)電容會(huì)隨外加反向偏壓而變化， 而專用的變?nèi)荻O管 ，是經(jīng)過特殊工藝處理（控制半導(dǎo) 體的摻雜濃度和摻雜的分布） 使勢壘電容能靈敏地隨反向偏置電壓的變化而呈現(xiàn)較大變化的壓控變?nèi)菰? 變?nèi)莨艿?Cj～ u曲線 0Cj?? ＝ 2?? ＝ 1 / 3?? ＝ 1 / 2u /V( a )0Cj/ p Fu /V( b )2060402 4 6 8 可以看出 Cj與 u之間是非線性關(guān)系 ， 即 變?nèi)荻O管屬于非線性電容 ， 這種非線性電容基本上不消耗能量 ， 產(chǎn)生的噪聲量級(jí)也較小 ， 是較理想的高效率 ，低噪聲非線性電容 。 000c o s[ 1 ( )][ ] [ 1 c o s ][ 1 c o s ][ 1 ][ 1 c o s ]jQjQCCU